高速・高分解能シンチレーターを用いた平板対向型乳房用 PET 装置（ PEM ）のハードウェア開発

三宅　正泰1、山本　誠一3、伊藤　正敏1,4、 熊谷　和明1、田代　学1、馬場　護2 1東北大サイクロ・核医、　2東北大サイクロ・放管、 3神戸高専・電気、　4仙台画像検診クリニックサイクロトロン・ＲＩセンター分子イメージング棟会議室 11:35 ～ 12:35 【Session6 ：高分解能PET】高速・高分解能シンチレーターを用いた平板対向型乳房用PET装置（PEM）のハードウェア開発 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

内容 • 乳がんについて • 基本コンセプト • 開発の流れ • プロトタイプ機ハードウェア • 外観・ブロックダイヤグラム・検出器・キャビネット • ファントム等測定 • 点線源・線線源・乳房ファントム • 実用機へ向けて • まとめ CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

乳がん • 日本人女性の死因のトップ。 • ３０代から４０代の働き盛り子育て世代に多い。 • 早期発見により完治しやすい。早期発見が重要。 • 従来の視触診、エコー検査やX線マンモグラフィーに加えて診断精度の向上を図る。乳がん早期発見・診断のための PEM装置の開発 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

基本コンセプト • 高解像度・高感度 • 新開発のシンチレータ（東北大多元研、Pr:LuAG）の特性（高速性、高エネルギー分解能）を生かす • 撮影時間：３～１０分、分解能：１．５ｍｍ～ • 平板対向型検出器 • コスト、大きさ、 • マンモグラフィーとの親和性 • FOV：１５ｃｍｘ２０ｃｍ • 低コスト • 各PET施設に一台づつコンソール検出器ガントリー CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

開発の流れ CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

プロトタイプ機外観 回転ＡＤＣ、ＦＰＧＡＰＣ、電源エレベーション首振り検出器ユニット検出器ユニット CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

ブロックダイヤグラム 高圧電源ゲイン調整重心演算ゲイン調整重心演算ＦＰＧＡイベント弁別コインシデンスデータ生成ＰＣデータ蓄積画像再構成表示・患者登録 PMT PMT ＡＤＣ PCI Bus LuAG結晶ＡＤＣ CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

検出器構造 １ｘ３Ｓｕｍ基板ゲイン調整基板ＰＭＴＬｕＡＧ結晶結晶サイズ 2.2 x 2.2 x 15 mm3 x 64 x 20 x 4 block ２１６ｍｍ CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会１７７ｍｍ１２４ｍｍ

キャビネット内部 ＡＤＣＦＰＧＡ高圧電源プリアンプ電源データ収集用ＰＣ画像再構成用ＰＣ CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

コインシデンス測定結果時間分解能 FWHM約3.1ns FWHM約11.9ns ns CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

コインシデンス測定結果点線源 Ｎａ２２点線源を１０ｃｍ間隔で移動分解能１.１ｍｍを達成 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

コインシデンス測定結果線線源 左：チューブファントム。上の二本の間隔は２mm 中：プロトタイプ機による画像。上の二本が分離右：全身用PET装置（島津SET2400W）による画像 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

コインシデンス測定結果乳房ファントム ２ｍｍ４ｍｍ６ｍｍ８ｍｍ１０ｍｍ低濃度ＦＤＧ寒天中に高濃度ＦＤＧスポットを作成４ｍｍのスポットが見えている CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

実用機へ向けての課題 • 検出器ブロックの小型化 • ゲイン調整基板のASIC化 • ガントリー・キャビネットの小型化 • 各種基板、電源の小型化 • ガントリー・キャビネット一体化 • 性能改善 • FPGAプログラムチューニング • 計数率特性向上 • 臨床機としての検討 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

まとめ • プロトタイプ機完成 • 時間分解能３.１ns、空間分解能１.１mm • 各種ファントムによる撮影今後の課題 • PEM装置の実用機開発へ向けての検討 • 計数率特性などの性能向上 • 小型化 CYRIC 共同利用実験第30回研究報告会

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